ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать PDF

ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)

УДК 620.186

DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-2-98-106

Аннотация

Постановка задачи (актуальность работы).Усовершенствование современной техники выдвигает новые и более высокие требования к физико-механическим свойствам полимерных композиционных материалов, широко применяемых в узлах трибосопряжения. Это обуславливает актуальность задачи создания новых полимерных топокомпозитов триботехнического назначения с высокими физико-механическими и триботехническими свойствами. Однако получение металлизированных покрытий на основе политетрафторэтилена(ПТФЭ) требует изучения физических явлений и процессов, сопровождающих то или иное энергетическое воздействие на полимерный материал. Основной задачей является исследование особенностей структурно-фазовых изменений поверхностного и приповерхностного слоев, а также изучение особенностей эволюции морфологии и состава наноструктурированного топокомпозита на основе ПТФЭ при ионно-плазменном и лазерном воздействиях. Используемые методы. Для решения данной задачи применяется поверхностная модификация полимерной матрицы молибденом методом магнетронного распыления с последующим лазерным воздействием. Новизна. Впервые исследованы структурно-фазовые и морфологические аспекты при формировании топокомпозитов на основе ПТФЭ при различных условиях лазерного воздействия. Установлено, что в результате лазерного воздействия на пленку молибдена наблюдается изменение соотношения концентраций элементного состава поверхности, что приводит к уменьшению отношения атомарных концентраций молибдена к кислороду. Анализ химического состава пленки молибдена показал наличие металлического молибдена, а также наличие оксида молибдена (II) и оксида молибдена (III). Выявлено, что при увеличении плотности энергии лазерного воздействия растет доля высшего оксида молибдена MoO3 на поверхности. Результат. Проведены исследования эволюции морфологии поверхности и изменения структурно-фазового состоянии приповерхностных слоёв. Установлены эффекты лазерного воздействия, связанные с образованием частиц кристаллического строения. Практическая значимость. Наличие оксидов молибдена в составе покрытия является положительным фактором, способствующим повышению антифрикционных свойств и работоспособности металлополимерной трибосистемы.

Ключевые слова

политетрафторэтилен, морфология, структурно-фазовое состояние, наноструктурные топокомпозиты, ионно-плазменное напыление, лазерная имплантация.

Для цитирования

Особенности структурно-фазовых и морфологических изменений поверхности топокомпозита на основе политетрафторэтилена при ионно-плазменном и лазерном воздействии / Теплоухов А.А., Полещенко К.Н., Несов С.Н., Семенюк Н.А., Серопян Г.М., Сычев С.А., Ласица А.М., Чуранкин В.Г.// Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №2. С. 98–106.https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-2-98-106

Теплоухов А.А. Омский государственный технический университет, Омск, Россия

Полещенко К.Н. Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет, Омск, Россия

Несов С.Н. Омский государственный технический университет, Омск, Россия

Семенюк Н.А. Омский государственный технический университет, Омск, Россия

Серопян Г.М. Омский государственный университет имени Ф.М. Достоевского, Омск, Россия

Сычев С.А. Омский государственный университет имени Ф.М. Достоевского, Омск, Россия

Ласица А.М. Омский государственный технический университет, Омск, Россия

Чуранкин В.Г. Омский государственный технический университет, Омск, Россия

1. Новый наноматериал: металлосодержащий политетрафторэтилен / М.С. Коробов, Г.Ю. Юрков, А.В. Козинкин и др. // Неорганические материалы. 2004. Т. 40, № 1. С. 31–40.

2. Механохимические методы получения композитных материалов металл-керамика-политетрафтор-эти- лен/ О.И. Ломовский, А.А. Политов, Д.В. Дудина и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. №12. С. 619–626.

3. Машков Ю.К., Кропотин О.В., Чемисенко О.В. Разработка и исследование полимерного нанокомпозита для металлополимерных узлов трения // Омский научный вестник. 2014. Т. 133 (3). С. 64–66.

4. Лапуть О.А., Курзина И.А., Пухова И.В. Модификация поверхности поливинилового спирта и политетрафторэтилена методом ионной имплантации // Материалы и технологии новых поколений в современном материаловедении: сборник трудов международной конференции, 9–11 июня 2016 г. Томск: Изд-во ТПУ, 2016. С. 250–256.

5. Исследование структурообразования в политетрафторэтилене, наполненном алюминием, после взрывного прессования / Н.А. Адаменко, А.В. Казуров, Д.В. Савин и др. // Материаловедение. 2021. №4. С. 26–32.

6. Пухова И.В. Модификация поверхности ПТФЭ ионно-лучевым воздействием // Сборник докладов XIV Международной школы-семинара «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (ЭДС – 2016) 12–17 сентября 2016 г. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2016. С.141.

7. Effects of ion- and electron-beam treatment on surface physicochemical properties of polytetrafluoroethylene / I.V. Vasenina [et. al] // Surface and coatings technology. 2018. V. 334. Pp. 134–141.

8. Особенности структурообразования наноразмерных покрытий политетрафторэтилена при осажденнии из газовой фазы / А.А. Рогачев, А.П. Лучников, М.А. Ярмоленко и др. // Наноматериалы и наноструктуры - XXI век. 2015. №1. С. 29–40.

9. Получение слоисто-армированного нанокомпозита на основе политетрафторэтилена методами лазерной абляции и ионно-плазменного модифицирования / Машков Ю.К., Полещенко К.Н., Еремин Е.Н. и др.// Упрочняющие технологии и покрытия. 2020. Т. 16, №12(192). С. 531–538.

10. Бондарев А.В., Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Штанский Д.В. Твердые износостойкие покрытия TiAlSiCN/MoSeC с низким коэффициентом трения при комнатной и повышенных температурах // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. № 4. С. 60–67.

11. Oshikawa K., Nagai M., Omi S. Characterization of Molybdenum Carbides for Methane Reforming by TPR, XRD, and XPS // J. Phys. Chem. B. 2001. Vol. 105. Pp. 9124–9131.